BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Dasar-DasarPemilihanBahan Didalammerencanakansuatualatperlusekalimemperhitungkandanmemilihbahan -bahan
yang
akandigunakan,
apakahbahantersebutsudahsesuaidengankebutuhanbaikitusecaradimensiukuranata upunsecarasifatdankarakteristikbahan
yang
akandigunakan.
Berdasarkanpemilihanbahan
yang
sesuaimakaakansangatmenunjangkeberhasilandalamperencanaantersebut, adapunhal- hal yang perludiperhatikandalampemilihanbahanyaitu;
1.Fungsi Dari Komponen Dalamperencanaanini, direncanakanmempunyaifungsi
komponen-komponen yang
berbeda-beda.
yang Yang
dimaksuddenganfungsinyaadalahbagian-bagianutamadariperencanaanataubahan yang
akandibuatdandibeliharussesuaidenganfungsidankegunaandaribagian-
bagianbahanmasing- masing.
Namunpadabagian-bagiantertentuataubagianbahan
yang mendapatbeban yang lebihbesar, bahan yang dipakaitentunyalebihkeras.Oleh karena itu penulis memperhatikan jenis bahan yang digunakan sangat perlu untuk diperhatikan.
2. Sifat Mekanis Bahan Dalam perencanaan perlu diketahui sifat mekanis dari bahan, hal ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dalam penggunaan bahan. Dengan diketahuinya sifat mekanis dari bahan maka akan diketahui pula kekuatan daribahan tersebut. Dengan demikian akan mempermudah dalam perhitungan kekuatan atau kemampuan bahan yang akan dipergunakan pada setiap komponen. Tentu saja hal ini akan berhubungan dengan beban yang akan diberikan pada komponen tersebut. Sifat-sifat mekanis bahan yang dimaksud berupa kekuatan tarik, tegangan geser, modulus elastisitas dan sebagainya. \
5
6
3. Sifat Fisis Bahan Sifat fisis bahan juga perlu diketahui untuk menentukan bahan apa yang akan dipakai. Sifat fisis yang dimaksud disini seperti : kekasaran, kekakuan, ketahanan terhadap korosi, tahan terhadap gesekan dan lain sebagainya.
4. Bahan M udah Didapat Bahan-bahan yang akan dipergunakan untuk komponen suatu mesin yang akan direncanakan hendaknya diusahakan agar mudah didapat dipasaran, karena apabila nanti terjadi kerusakan akan mudah dalam penggantiannya. Meskipun bahan yang akan direncanakan telah diperhitungkan dengan baik, akan tetapi jika tidak didukung oleh persediaan bahan yang ada dipasaran, maka pembuatan suatu alat tidak akan dapat terlaksana dengan baik, karena terhambat oleh pengadaan bahan yang sulit. Oleh karena itu perencana harus mengetahui bahan-bahan yang ada dan banyak dipasaran.
5. Harga Relatif Murah Untuk
membuat
komponen-komponen
yang
direncanakan
maka
diusahakan bahan-bahan yang akan digunakan harganya harus semurah mungk in dengan tanpa mengurangi karakteristik dan kualitas bahan tersebut. Dengan demikian dapat mengurangi biaya produksi dari komponen yang direncanakan.
6
7
B. Analisis Morfologi Alat/Mesin Pe mindah dan Penimbang Getah Analisis morfologi adalah suatu pendekatan yang sistematis dalam mencari sebuah alternatif penyelesaian. Metode ini dapat digunakan sebagai alternatif dari spesifikasi bahan atau komponen yang akan dipakai pada produk. Analisis morfologi suatu alat/mesin dapat terselesaikan dengan memahami karateristik suatu alat/mesin dan mengerti akan berbagai fungsi komponen yang akan digunakan. Dengan segala sumber informasi tersebut selanjutnya dapat dikembangkan untuk memilih komponen-komponen alat/mesin yang paling ekonomis, segala perhitungan teknis dan penciptaan bentuk dari alat/mesin yang menarik. Analisis morfologi sangat diperlukan dalam perancangan alat/mesin pengerol atap untuk mendapatkan sebuah hasil yang maksimal. Analisis morfologi ditunjukkan dalam matriks morfologis (Tabel 2.1)
Tabel 2.1.Matriks Morfologis VARIAN NO VARIABEL 1
2
1
2
3
Motor Bensin
Manual
Motor Listrik
Reducer
Reducer
Vertikal
Horizontal
Penggerak
Speed Reducer
7
8
3
Sistem Transmisi
Rantai
Puli
Roda Gigi
Tabel 2.1Matriks Morfologis (Lanjutan)
VARIAN NO VARIABEL 4
1
2
3
Kanal U
Siku
Pipa
Bahan Profil Rangka
Sumber : (Lite ratur 1 ; 25 )
Berdasarkan Tabel 2.1,matriks morfologis alat/mesin pemindah dan penimbang getah karet kapasitas maksimum yang terpilih adalah : 1. Sistem tenaga yang terpilih adalah motor listrik atau yang ketiga karena alat/mesin ini ditempatkan di dalam ruangan sehingga tidak menimbulkan polusi udara yang berlebih jikadibanding dengan menggunakan motor bensin dan tidak menimbulkan suara yang berisik Pekerjaan proses pemindah dan pengangkat semakin cepat menggunakan motor listrik jika dibanding dengan tenaga manual, serta membuat nyaman bagi penggunanya dan lebih aman 2. Sistem transmisi yang terpilih adalah roda gigikarena output yang sesuai dengan kebutuhan
8
9
3. Profil bahan rangka yang dipilih adalah siku (L) atau yang kedua, selain harganya lebih murah dibanding yang lain, profil siku (L) tersebut sudah dirasa cukup kuat untuk menompang bagian-bagian komponen dari alat/mesin pemindah dan penimbang
C. Bahan dan Komponen Dalam perancangan mesin Pemindah dan penimbang getahini dibutuhkan berbagai macam bahan dan komponen yang tepat, agar sistem kerja dari mesin yang akan dibuat sesuai dengan yang diinginkan. Berikut bahan dan komponen yang digunakan, antara lain :
1.
Motor Listrik Motor listrik berfungsi sebagai tenaga penggerak yang digunakan untuk
memutarkan alat. Penggunaan motor listrik ini disesuaikan dengan kebutuhan daya mesin tersebut, yaitu daya yang dibutuhkan dalam proses pembendingan.
Gambar 2.1. Motor Listrik (Sumber: www.google.com/images ) 2. Bantalan Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah porsos agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mes in lainnya bekerja dengan baik.
9
10
Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu : a.
Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros. 1) Bantalan Luncur
Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas. 2) Bantalan Gelinding Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol dan rol bulat. 3. Sprocket Sprocket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track atau benda panjang yang bergerigi lainnya. Sprocket berbeda dengan roda gigi,sprocket tidak pernah bersinggungan dengan sprocket lainnya dan tidak pernah cocok. Sprocket juga berbeda dengan pulley di mana sprocket memiliki gigi sedangkan pulley pada umumnya tidak memiliki gigi
Gambar 2. 2. Sprocket(Sumber: www.google.com/ images )
4. Seling atau Rantai Rantai atau Rantai adalah elemen transmisi daya yang tersusun sebagai sebuah deretan penghubung dengan sambungan pena. Rancangan ini menyediakan fleksibilitas disamping juga memungkinkan rantai atau rantai mentransmisikan gaya tarik yang besar.
10
11
Gambar 2. 3. Rantai dan seling (Sumbe r: www.google.com/ images )
5.
Kerangka
Kerangka yang digunakan pada komponen meja adalah materialprofil L dengan ukuran 10 x 10dengan ketebalan 3 mm dan ukuran 100 x 50 x 40 mm. Kerangka berfungsi untuk menahan berat beban keseluruhan dari semua komponen yang terdapat pada mesin ini dan sebagai penegak konstruksi mesin agar kokoh.
D. Rumus Perhitungan Pada Bahan dan Komponen Dalam perencanaan Mesin Pemindah dan penimbang getahini diperlukan teoriteori yang mendukung dalam perhitungan, dan rumus-rumus yang digunakan pada bahan dan komponen tersebut. 1. Motor Listrik Penggerak utama yang direncanakan dalam rancang bangun ini adalah motor listrik. Motor ini berfungsi sebagai sumber energi (daya) mesin yang diteruskan keroda gigi. Untuk mencari daya motor listrik agar dapat menggerakkan roda gigi maka digunakan persamaan :
P
= T xɷ P = Daya motor (Kw) T = Torsi (N/m) ɷ = kecepatan putar (rpm)
11
12
Jika faktor koreksi adalah 𝑓𝑐, maka daya yang direncanakan adalah : Pd = 𝑓𝑐. P (Kw)
P = Daya (Kw) 𝑓𝑐 = Faktor Koreksi Tabel 2. 2Faktor-Faktor Koreksi Daya Yang Akan Ditransmisikan Daya yang ditransmisikan
Fc
Daya rata-rata yang diperlukan
1,2 – 2,0
Daya maksimum yang diperlukan
0,8 – 1,2
Daya normal
1,0 – 1,5 Sumber : (Lite rature : 2 ; 110 )
2. Bantalan Bantalan ini berfungsi sebagai penahan rangka landasan mesin serta berat beban angkat, selain itu juga fungsi dari bantalan ini adalah sebagai landasan dari poros tersebut. Bantalan pada mesin pemindah dan penimbangini terdiri dari empat pasang.
3.
Sprocket dan Seling
Kecepatan rantai dapat dihitung menggunakan rumus : Rumus : V=
𝑙x n 60
……………………….. (Literatur 3 ; 137)
V = Kecepatan rantai L = Panjang rantai n = Putaran
12
13
4. Pengelasan A.Tipe-tipe Sambungan Las Secara umum sambungan dibagi dalam dua tipe: 1) Lap Joint atau Fillet Joint a) Single transverse fillet. b) Double transverse fillet. c) Parallel fillet joints.
Gambar 2.4 : Sambungan las tipe lap joint atau fillet joint 2) Butt Joint : Digunakan untuk pelat dan penumpu yang tidak terputus-putus. Kampuh temu lebih kuat menahan beban statik terutama beban dinamik dibandingkan dengan kampuh leher. Kekuatan dinamik akan bertambah secara drastis bila kedua permukaan dari kampuh akar dilas dan digerinda searah dengan arah gaya. Kampuh miring juga lebih kuat menahan beban statik. Sambungan butt joint terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu: a) Squard butt joint b) Single V- butt joint c) Single U- butt joint d) Double V- butt joint e) Double U- butt joint
13
14
Gambar 2.5: Sambungan las tipe butt joint
3) Tipe sambungan lain a) Corner joint. b) Edge joint. c) T-joint.
Gambar 2.6: Tipe sambungan las corner joint, edge joint dan T-joint
5. Perhitungan Kekuatan Sambungan Las 1) Tipe Lap Joint (transverse)
Gambar 2.7: Sambungan las tipe lap joint
Untuk single fillet 𝐹=
𝑡𝑥𝑙 2
𝑥 𝜏𝑔
14
15
Untuk double fillet 𝐹=
2𝑥𝑡𝑥𝑙 2
𝑥 𝜏𝑔 =
2 𝑥 𝑡 𝑥 𝑙 𝑥 𝜏𝑔
Panjang leher pengelasan 𝐵𝐷 =
𝑙 2
Luas minimum pengelasan 𝐿=
Dimana:
BD
𝑡𝑥𝑙 2
= Panjang leher pengelasan (mm)
t
= Tebal pelat atau tebal lasan (mm)
l
= Panjang lasan (mm)
𝜏𝑔
= Tegangan geser bahan yang dilas (𝑁 𝑚𝑚2 )
L
= Luas minimum lasan (𝑚𝑚2 )
2) Tipe Lap Joint (parallel)
Gambar 2.8: Sambungan las tipe lap joint parallel
Untuk single parallel 𝐹=
𝑡𝑥𝑙 2
𝑥 𝜏𝑔
Untuk double parallel 𝐹=
2𝑥𝑡𝑥𝑙 2
𝑥 𝜏𝑔 =
2 𝑥 𝑡 𝑥 𝑙 𝑥 𝜏𝑔
15
16
Panjang leher pengelasan 𝐵𝐷 =
𝑙 2
Luas minimum pengelasan 𝐿= Dimana
:
𝑡𝑥𝑙 2
BD
= Panjang leher pengelasan (mm)
t
= Tebal pelat atau tebal lasan (mm)
l
= Panjang lasan (mm)
𝜏𝑔
= Tegangan geser bahan yang dilas (𝑁
L
= Luas minimum lasan (𝑚𝑚2 )
𝑚𝑚2
)
3) Tipe Butt Joint
Single V-Joint
Double V-Joint
Gambar 2.9: Sambungan las tipe butt joint
Untuk single V-joint 𝐹 = 𝑡 𝑥 𝑙 𝑥 𝜏𝑔 Untuk double V-joint 𝐹 = 𝑡1 + 𝑡2 𝑥 𝑙 𝑥 𝜏𝑔
16
17
Dimana
:
𝑡1
= Throat thickness top (mm)
𝑡2
= Tthroat thickness bottom (mm)
l
= Panjang lasan (mm)
𝜏𝑔
= Tegangan geser bahan yang dilas (𝑁 𝑚𝑚2 )
Tabel 2.3. Nilai-nilai faktor konsentrasi tegangan geser untuk beban dinamik Type of Joint
Stress Concentration Factor
1. Retinfoced butt joint
1,2
2. Toe of transverse fillet weld
1,5
3. End of parallel fillet weld
2,7
4. T-butt joint shap corner
2,0
Sumber : ( Lite ratur 4; 25 )
17
